一氧化氮合酶基因家族研究进展

哺乳动物细胞存有一氧化氮合成酶（ＮＯＳ）基因家族，其编码的蛋白为ＮＯＳ蛋白家族。本文介绍了ＮＯＳ家族的基因结构、基因表达调控及蛋白结构与功能的研究进展。     

Nrf2在支气管哮喘豚鼠炎症细胞中调控谷氨酰半胱氨酸合成酶的表达

目的:探讨核因子相关因子-2(Nri2)调控.谷氨酰半胱氨酸合成酶(在支气管哮喘豚鼠肺泡灌洗液(BALF)炎症细胞中的表达.方法:38只健康雄性豚鼠随机分为对照组(A组)、哮喘组(B组)和地塞米松治疗组(C组),卵蛋白致敏法复制哮喘模型,检测3组豚鼠肺组织匀浆中丙二醛(MDA)浓度,收集BALF,行细胞计数和分类.离心,细胞涂片行免疫细胞化学和原位杂交,检测Nrl2、Bachl、蛋白和mRNA.结果:(1)B组嗜酸性粒细胞数(EOS)比例高于A组和C组;(2)肺组织中MDA浓度B组高于A组和C组;(3)原位杂交A组A值高于B组和c组;Nrt2、Bachl原位杂交A值3组差异无显著;(4)免疫细胞化学B组A值低于A组;Nrf2细胞核内阳性率B组低于A组和c组;Bachl细胞核内阳性率B组高于A组和c组;(5)CSmRNA表达(A值)与Nri2核内阳性率呈正相关,与Bachl核内阳性率呈负相关;B组BALF中表达(A值)与EOS比例呈负相关.结论:支气管哮喘豚鼠体内存在氧化/抗氧化失衡,炎症反应使在豚鼠支气管哮喘炎症细胞中的表达降低,地塞米松可以通过调节NrF2／Bachl核转位而增加表达.     

慢性阻塞性肺疾病急性加重期的治疗

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是呼吸系统的常见病,致残率和致死率都相当高,COPD死亡率居全世界疾病死亡原因的第四位,在我国农村和城市的疾病死亡原因中分别排第一位和第四位。COPD是一种可预防和治疗的疾病,以气流受限不完全可逆为特征,其病程可分为急性加重期与稳定期。随着自然病     

缺氧诱导因子1α与其脯氨酰羟化酶相互调控对大鼠缺氧性肺动脉高压的作用

目的探讨慢性缺氧性肺动脉高压(HPH)形成过程中缺氧诱导因子1α亚基(HIF-1α)及脯氨酰羟化酶(PHD1、PHD2、PHD3)在肺内的动态表达及相互调控作用。方法 40只成年雄性 SD 大鼠随机分为常氧对照组(C 组)和缺氧3 d、7 d、14 d、21 d 组(H_3、H_7、H_(14)、H_(21)组),每组8只,常压缺氧复制慢性 HPH 大鼠模型。测各组大鼠平均肺动脉压(mPAP)、右心室肥大指数(RVHI)、血管形态学指标;原位杂交、逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR)检测肺内 HIF-1α及 PHD1、PHD2、PHD3的mRNA 表达水平,免疫组化、Western blot 检测其蛋白表达水平。结果(1)H_7组大鼠 mPAP 为(21.7±2.4)mm Hg(1mm Hg=0.133 kPa),管壁面积与血管面积比值为(43.9±5.3)%,肺小血管中膜厚度分别为(10.0±0.7)μm,与 C 组[mPAP 为(16.6±1.6)mm Hg,管壁面积与血管面积比值为(36.3±4.8)%,肺小血管中膜厚度为(8.5±1.3)μm]比较差异均有统计学意义(q 分别5.591、4.082、2.929,P 均<0.05),H_(14)组稳定于高水平;H_(14)组 RVHI 为(27.6±1.4)%,与 C 组[(23.6±2.9)%]比较差异有统计学意义(q=5.817,P<0.05);(2)HIF-1α蛋白在 C 组肺小动脉表达不明显(0.080±0.009),H_3组表达均开始升高(0.196±0.018,与 C 组比较 q=18.864,P<0.05),H_7组达高峰(0.203±0.022),H_(14)和 H_(21)组表达稍下降(0.174±0.020、0.156±0.016)。HIF-1α mRNA 在 C 组肺小动脉(0.139±0.017)和肺组织表达阳性,H_(14)组表达略升高(0.176±0.019,与 C 组比较 q=5.401,P<0.05);(3)C 组 PHD1、PHD2 mRNA(0.260±0.031、0.196±0.023)和蛋白(0.244±0.030、0.205±0.025)呈阳性表达,PHD3 mRNA、蛋白表达相对不明显(0.110±0.013、0.153±0.019)。PHD1 mRNA 缺氧后无显著变化,H_3组 PHD2、PHD3 mRNA 表达升高(0.246±0.023、0.262±0.025,与 C 组比较 q 值分别为5.268、15.831,P 均<0.05),PHD3 mRNA 升高更明显。PHD1蛋白缺氧14 d下降(0.210±0.023,与 C 组比较 q=3.885,P<0.05),缺氧21 d 保持较低水平,H_(14)组 PHD3蛋白显著升高(0.259±0.024,与 C 组比较 q=12.975,P<0.05),缺氧7 d 保持高水平,H_(14)、H_(21)组下降(0.206±0.025、0.189±0.019,与 H_7组比较 q 分别6.441、8.526,P<0.05)。直线相关分析结果表明,HIF-1α蛋白与 PHD2、PHD3 mRNA 呈显著正相关(r 分别为0.580、0.690,P 均为0.000),缺氧组大鼠 PHD2蛋白与 HIF-1α蛋白表达呈负相关(r=-0.704,P<0.05)。结论在缺氧性肺动脉高压形成过程中 HIF-1α表达调节主要发生在转录后水平,HIF-1的表达增加可能激活 PHD2、PHD3的转录,在一定程度上对 HIF-1α亚基的表达具有负反馈调节作用。PHD 可能还存在其他转录后调节机制。     

谷氨酰半胱氨酸连接酶调节基因多态性与慢性阻塞性肺疾病易感性的关系

目的探讨谷氨酰半胱氨酸连接酶调节(GCLM)基因多态性与血浆γ谷氨酰半胱氨酸合成酶(γGCS)活性及慢性阻塞性肺疾病(COPD)易感性的关系。方法应用聚合酶链反应(PCR)及限制性片段长度多态性分析(RFLP)方法检测106例稳定期吸烟的COPD患者(COPD组)、124名健康吸烟者(C组)及132名健康不吸烟者(H组)GCLM基因-588C/T和-23G/T多态性位点基因型,并用双酶法检测血浆γGCS活性。结果-588CC与-23GG、-588CT与-23GT、-588TT与-23TT基因型在个体间分布一致。COPD组-588位点CC基因型和C等位基因频率(62.3%、79.2%)显著低于C组(84.7%、91.9%)和H组(78.8%、89.0%,P均<0.01)。吸烟者-588T等位基因相对于C等位基因患COPD的比值比(OR值)为3.0,95%可信区间为1.7～5.3。C组[(282±58)U/mg·prot]和COPD组[(224±54)U/mg·prot]血浆γGCS活性显著高于H组[(157±26)U/mg·prot,P<0.01],其中C组高于COPD组(P<0.01)。H组-588CC与CT/TTγGCS活性比较差异无统计学意义[(158±27)、(153±25)U/mg·prot,P>0.05],而C组[(292±54)、(225±45)U/mg·prot]和COPD组[(245±52)、(188±36)U/mg·prot]中-588CCγGCS活性显著高于CT/TT(P<0.01)。结论GCLM-588C/T、-23G/T位点多态性与血浆γGCS活性及COPD易感性相关。     

低氧诱导成肌纤维细胞形成在低氧性肺血管重塑中的作用

目的:探讨低氧性肺动脉高压(HPH)无肌性肺动脉肌化的细胞来源。方法:雄性Wistar大鼠40只,分为对照组和低氧3、7、14、21d组,每组8只,低氧组复制HPH大鼠模型。测定各组平均肺动脉压(mPAP),右心室肥大指数(RVHI),肺小动脉病理及其形态计量学;细胞培养实验观察人胚肺成纤维细胞表型转化,透射电镜观察微血管的超微结构改变。结果:(1)低氧7d起大鼠mPAP、管壁面积/管总面积、管腔面积/管总面积分别为(18.41±0.37)mmHg、(52.2±0.8)%、(47.8±0.8)%与对照组(14.02±0.41)mmHg、(64.5±1.3)%、(35.5±1.3)%比较差异有显著性(P<0.05),低氧14d起稳定于高水平;低氧14d RVHI为(25.0±1.8)%,与对照组(23.6±0.5)%比较差异也有显著性(P<0.05)。(2)细胞培养显示低氧72h部分人胚肺成纤维细胞表达α-平滑肌肌动力蛋白。(3)透射电镜观察21d组增厚的重塑血管壁,位于内外弹性膜之间的细胞为成肌纤维细胞表型,外层具有与它紧密联系的成纤维细胞。结论:成纤维细胞转化为成肌纤维细胞是低氧性肺血管重塑的重要原因之一。     

低氧诱导因子1在低氧致肺动脉平滑肌细胞增殖中的作用

目的: 探讨低氧对肺动脉平滑肌细胞(PASMC)增殖和凋亡的影响,以及HIF-1α、P-ERK1/2、iNOS蛋白表达变化在其中的作用与意义。方法: 体外培养大鼠PASMC，设计常氧组、低氧组及ADM、L-NAME、PD98059干预组，用MTT比色法和PCNA的免疫组化法测定细胞增殖反应，用流式细胞仪检测细胞凋亡，用Western blotting法检测HIF-1α、P-ERK1/2、iNOS的蛋白表达。结果: （1）低氧24 h组的A值明显高于常氧组(P<0.01)，而PD98059及ADM干预组明显低于低氧组(P<0.01)， L-NAME干预组明显高于低氧组和常氧组(P<0.01)。（2）免疫组化表明，低氧24 h组呈阳性表达(P<0.01)。PD98059、ADM抑制了PCNA的表达(P<0.01)， L-NAME促进了PCNA的表达(P<0.01)。（3）各组在低氧培养24 h后，凋亡指数差异无显著(均P＞0.05)。（4）Western blotting表明常氧组少量HIF-1α、iNOS、 P-ERK1/2表达，低氧4 h后均表达增高(P<0.01),8 h仍维持在高峰(P<0.01)，而HIF-1α、P-ERK1/2在低氧24 h后表达下调。L-NAME促进了HIF-1α表达(P<0.01),PD98059部分抑制了HIF-1α、iNOS及P-ERK1/2表达(P<0.01)；ADM部分抑制了HIF-1α表达，促进iNOS表达(P<0.01)。结论: 低氧能促进肺动脉平滑肌细胞增殖，对细胞的凋亡无影响；HIF-1在低氧诱导肺动脉平滑肌细胞增殖中起重要作用。     

慢性阻塞性肺疾病中转录因子ATF3/ATF4与Nrf2的表达及相互作用

目的: 研究活化转录因子3(ATF3)、活化转录因子4(ATF4)和红系衍生核因子相关因子2(Nrf2)在慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者体内的表达变化,探讨ATF3、ATF4与Nrf2蛋白之间的相互作用。方法: 肺组织标本取自40例肺肿瘤行肺叶切除者,于远离病灶处取材,诊断符合COPD者入选COPD组(20例),不符合者入选对照组(20例)。取两组患者的肺组织,原位杂交和免疫组化检测ATF3、ATF4和Nrf2 mRNA及蛋白表达水平。复制COPD大鼠模型,应用免疫共沉淀法(Co-IP)研究ATF3、ATF4与Nrf2蛋白之间的相互关系。结果: (1) COPD组患者第1秒用力呼气容积/用力肺活量(FEV₁/FVC)和第1秒用力呼气容积占预计值百分比(FEV₁%预计值)明显低于对照组(均P<0.01)。(2)COPD大鼠肺功能 (FEV_0.3、FEV_0.3/FVC和PEF)较对照组显著恶化(均 P<0.01)。(3)免疫组化显示COPD组ATF3、ATF4和Nrf2蛋白水平较对照组升高(均 P<0.01)。(4)原位杂交结果显示ATF3和ATF4 mRNA表达水平在COPD组显著高于对照组(均P<0.01),而Nrf2 mRNA在两组表达无明显差异(P>0.05)。(5) Co-IP结果显示在Nrf2抗体捕获的免疫沉淀中,ATF3和ATF4抗体均可杂交出明显的蛋白条带(P<0.05)。 结论: 氧化应激状况下ATF3和ATF4表达明显上调,通过与Nrf2之间的相互作用,可能转录调控Nrf2靶基因的表达,在COPD的氧化／抗氧化失衡中发挥生物学作用。     

转化生长因子β1与诱导型一氧化氮合酶相互调控对大鼠低氧性肺动脉高压的作用

目的观察转化生长因子β1(TGF-β1)与诱导型一氧化氮合酶(iNOS)基因在低氧性肺动脉高压(HPH)大鼠肺动脉的动态表达变化.方法 40只成年雄性Wistar大鼠随机分成对照组(C组)、缺氧3、7、14和21 d组(H3、H7、H14和H21组),每组8只,测各组大鼠平均肺动脉压(mPAP)、血管形态学指标、右室肥大指数(RVHI);原位杂交和免疫组化检测TGF-β1、iNOS基因表达.结果 H7组大鼠mPAP[(18.41±0.37)mm Hg,1 mm Hg=0.133 kPa]显著高于C组(P<0.05),H14组达高峰[(21.17±0.23)mm Hg]并维持于高水平.肺血管重塑、右心室肥大缺氧14 d后出现.C组大鼠肺动脉中膜iNOS蛋白弱阳性(0.109±0.021),H3组增高(0.225±0.030,P<0.01),H7组(0.312±0.036)稳定于高水平.C组大鼠肺动脉壁iNOS mRNA弱阳性(0.112±0.030),H3组表达增强(0.245±0.036),H7组达高峰(0.318±0.034,P<0.01)并维持于高水平.TGF-β1蛋白在C组呈弱阳性(0.042±0.012),H3组表达增强(0.198±0.031),H7组达高峰(0.267±0.035,P<0.01),随着缺氧时间延长,TGF-β1逐渐向基线水平回降;C组TGF-β1 mRNA呈弱阳性表达(0.145±0.018),H3、H7组表达增高不明显(0.163±0.021、0.176±0.026),H14组增高(0.385±0.028,P<0.01),并维持于高水平,TGF-β1 mRNA、蛋白于肺动脉中膜和外膜表达.相关分析表明,TGF-β1、iNOS均与mPAP和血管重塑呈正相关(r=0.843～0.937,P均＜0.01);TGF-β1蛋白(外膜)与iNOS mRNA、蛋白均呈负相关(r分别为-0.856、-0.835,P均＜0.01).结论 TGF-β1和iNOS均参与大鼠HPH的发病,iNOS可能通过NO上调TGF-β1表达,TGF-β1可能通过降低mRNA的稳定性、减慢翻译速率和加快酶蛋白降解抑制iNOS表达.     

HIMF在低氧性肺动脉高压的研究进展

低氧诱导促有丝分裂因子(hypoxia-induced mitogenic factor,HIMF)是一种相对分子质量为9 400,富含半胱氨酸的分泌蛋白,最初在鼠的肺组织用卵清蛋白诱发哮喘模型时发现的.HIMF由111个氨基酸残基组成,其结构分为3个组分:①N末端信号序列；②中间可变区；③高度保守的C末端信号序列.已经证实用短发夹环RNA敲减低氧性肺动脉高压大鼠的HIMF基因,能够阻止平均肺动脉压升高、降低肺血管阻力、减轻右心室肥厚以及改善慢性缺氧引起的血管重塑作用.本文主要就HIMF在低氧性肺动脉高压的作用及机制研究作一综述.